專利名稱:一種電子冷暖墊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制冷技術(shù)領(lǐng)域,更具體地說,涉及一種電子冷暖墊。
背景技術(shù):
電熱毯是一種接觸式電暖器具,它將特制的、絕緣性能達(dá)標(biāo)的軟索式電熱元件呈盤蛇狀織入或縫入毛毯里,通電時(shí)即發(fā)出熱量。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)電熱毯工作時(shí)能產(chǎn)生100-190毫高斯的電磁波輻射,比正常規(guī)定人們居住生活的環(huán)境電磁波輻射強(qiáng)度不得高于2毫高斯的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定超出幾十倍至一百多倍,發(fā)熱的同時(shí)產(chǎn)生較強(qiáng)的感應(yīng)電,長時(shí)間使用嚴(yán)重的損害人體健康。普通的半導(dǎo)體冷暖水床氈是基于電熱毯的種種弊端和不安全性進(jìn)行的一種改進(jìn)產(chǎn)品,其具有安全、恒溫、無電磁輻射、無感應(yīng)電壓等諸多優(yōu)點(diǎn)。 但是目前大部分半導(dǎo)體冷暖水床氈的水箱設(shè)計(jì)不合理,水箱中循環(huán)用的冷水與熱水混合在一起使得換熱效率不高,導(dǎo)制其制冷或制熱的效果不佳,確有進(jìn)一步改進(jìn)之必要。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是,針對(duì)上述已有技術(shù)存在的不足,提供一種載冷液充分換熱、制冷或制熱效果顯著、無電磁輻射的電子冷暖墊。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是,構(gòu)造一種電子冷暖墊,它包括內(nèi)置載冷液管的墊子、用于溫度測(cè)控的的溫度傳感器、半導(dǎo)體冷熱裝置、泵、水箱和水箱蓋、控制器,所述半導(dǎo)體冷熱裝置包括內(nèi)換熱器、外換熱器、換熱風(fēng)扇和設(shè)在內(nèi)、外換熱器間的半導(dǎo)體芯片,所述泵連接在墊子與水箱間,并在水箱、泵與墊子內(nèi)的載冷液管間形成載冷液的循環(huán)回路,所述內(nèi)換熱器插入所述水箱內(nèi)部且水箱與內(nèi)換熱器密封連接,所述水箱內(nèi)設(shè)有隔板,所述隔板分別相間接合左右兩側(cè)的內(nèi)換熱器翅片,使得水箱內(nèi)形成S形迂回連續(xù)的載冷液通路。上述的電子冷暖墊中,所述水箱包括水箱上腔和水箱下腔,所述水箱上腔和水箱下腔連通,所述S形迂回連續(xù)的載冷液通路設(shè)在水箱下腔內(nèi),所述循環(huán)水入口設(shè)在下腔內(nèi)并且靠近載冷液通路的入口側(cè)。上述的電子冷暖墊中,所述水箱蓋上設(shè)有管接頭,所述管接頭連接墊子內(nèi)的水管的出口端,水箱內(nèi)的隔板錯(cuò)位排列。上述的電子冷暖墊中,所述隔板是與水箱整體注塑成型的。上述的電子冷暖墊中,所述載冷液是水。上述的電子冷暖墊中,所述墊子內(nèi)的水管的入口端連接泵。上述的電子冷暖墊中,所述墊子內(nèi)的載冷液管是塑料軟管。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明的電子冷暖墊水箱內(nèi)設(shè)置的隔板使載冷液在水箱內(nèi)形成一個(gè)S形的通路,使每片翅片充分參與換熱,換熱面積實(shí)現(xiàn)最大化,大大提高了系統(tǒng)的換熱效率,從而提高了系統(tǒng)整體制冷效率。隔板的設(shè)置還解決了內(nèi)換熱器翅片過長所導(dǎo)制的加工難度增加、 翅片自由端容易彎折的難題,使內(nèi)換熱器的加工工藝得到簡化、質(zhì)量大為提高。
2.本發(fā)明的電子冷暖墊內(nèi)置有運(yùn)輸換熱循環(huán)水的泵、半導(dǎo)體冷熱裝置等,既能制冷、又能制熱,耗電量小,成本低,還能調(diào)節(jié)溫度,適用于人們對(duì)不同溫度的需求。本發(fā)明的電子暖床墊采用半導(dǎo)體芯片,可連續(xù)工作,沒有污染源沒有旋轉(zhuǎn)部件,不會(huì)產(chǎn)生回轉(zhuǎn)效應(yīng), 沒有滑動(dòng)部件,不需要任何制冷劑,工作時(shí)沒有震動(dòng)、噪音、使用壽命長,安裝容易,使消費(fèi)者不會(huì)因?yàn)殡姛崽焊邷囟档退哔|(zhì)量,杜絕電熱氈溫度過高而燙傷人體的隱患。3.本發(fā)明的電子暖床墊解決傳統(tǒng)電熱毯溫度不恒定、耗能、漏電風(fēng)險(xiǎn)等問題,采用水為熱媒的方式替換軟索式電熱元件,避免了使用傳統(tǒng)電熱毯時(shí),軟索式電熱元件加熱所產(chǎn)生高強(qiáng)度的電磁輻射。
圖1是本發(fā)明的電子冷暖墊的結(jié)構(gòu)剖視圖(省略墊子、水箱蓋和控制器)。圖2是圖1的A區(qū)域的結(jié)構(gòu)剖視圖。圖3是本發(fā)明的電子冷暖墊的主視圖。圖4是本發(fā)明的電子冷暖墊的俯視圖。附圖中各標(biāo)號(hào)表示的部件如下?lián)Q熱風(fēng)扇1、外換熱器2、半導(dǎo)體芯片3、內(nèi)換熱器 4、載冷液5、泵6、水箱7、循環(huán)水入口 8、循環(huán)水出口 9、隔板10、液位開關(guān)感應(yīng)器11、水箱上腔71、水箱下腔72。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
,對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。本發(fā)明屬于半導(dǎo)體芯片制冷技術(shù)領(lǐng)域,半導(dǎo)體冷熱裝置(下簡稱TEC)的工作原理是半導(dǎo)體材料的帕爾帖效應(yīng),帕爾帖效應(yīng)是指當(dāng)直流電流通過兩種半導(dǎo)體材料組成的電偶時(shí),其一端吸熱,一端放熱的現(xiàn)象。TEC包括一些P型和N型對(duì),它們通過電極連在一起,并且夾在兩個(gè)陶瓷電極之間;當(dāng)有電流從TEC流過時(shí),電流產(chǎn)生的熱量會(huì)從TEC的一側(cè)傳到另一側(cè),在TEC上產(chǎn)生"熱"側(cè)和"冷"側(cè),這就是TEC的加熱與制冷原理。是制冷還是加熱,以及制冷、加熱的速率,由通過它的電流方向和大小來決定。本發(fā)明的電子冷暖墊由半導(dǎo)體冷熱裝置提供熱量。電子冷暖墊由內(nèi)藏有塑料軟管設(shè)有溫度傳感器的墊子,半導(dǎo)體冷熱裝置,控制器等部件構(gòu)成。見圖1,半導(dǎo)體冷熱裝置包括內(nèi)換熱器4、外換熱器2、設(shè)在內(nèi)、外換熱器間的半導(dǎo)體芯片3、換熱風(fēng)扇1,泵6連接在墊子與水箱7之間,并在水箱7、泵6與墊子內(nèi)的載冷液管(采用塑料軟管)間形成水的循環(huán)回路。其中水箱兩端的半導(dǎo)體冷熱裝置對(duì)稱安裝,換熱風(fēng)扇1安裝在最外側(cè),外換熱器2位于半導(dǎo)體芯片3與換熱風(fēng)扇1之間,半導(dǎo)體芯片3安裝在外換熱器2與內(nèi)外熱器4之間。水箱的兩側(cè)鏤空,內(nèi)換熱器4的翅片通過鏤空插入到水箱內(nèi),使水箱7內(nèi)循環(huán)的水與內(nèi)換熱器 4直接接觸換熱。返回水箱的水經(jīng)過內(nèi)換熱器的翅片時(shí)熱交換更加直接、迅速,提高了換熱效率。在水箱與內(nèi)換熱器間設(shè)置密封圈(圖中未示出),載冷液5采用經(jīng)濟(jì)環(huán)保的水,水箱內(nèi)設(shè)置有多個(gè)平行排列的隔板10,隔板10的高度與水箱的深度大制相等,隔板與水箱一體注塑成型,如圖2所示,多個(gè)隔板錯(cuò)位排列且互相平行,相鄰的兩個(gè)隔板分別與左右兩側(cè)的內(nèi)換熱器的翅片接合,即隔板以梅花間竹的方式與插入水箱的兩內(nèi)換熱器的翅片連接,隔板使得翅片的長度“延長”并插入相對(duì)側(cè)換熱器相鄰兩翅片的空間內(nèi),形成一條S形迂回的通道。因此,使得作為載冷劑的水必須流經(jīng)每一片的翅片,有利于翅片的充分利用,達(dá)到節(jié)能高效的目的。通常,塑料軟管的入口端和出口端在墊子的尾部伸出,在水箱蓋上設(shè)有管接頭 (位于圖1所示的循環(huán)水入口 8),塑料軟管的出口端連接水箱蓋上的管接頭。塑料軟管的入口端連接泵6,水由水箱的循環(huán)水入口 8進(jìn)入,流經(jīng)水箱內(nèi)的S形迂回連續(xù)的載冷液通路, 與內(nèi)換熱器4的翅片進(jìn)行充分的熱交換,再由泵6從循環(huán)水出口 9進(jìn)入電子冷暖墊的墊子內(nèi)。如圖3、圖4所示,水箱7由水箱上腔71和水箱下腔72構(gòu)成,水箱上腔71和水箱下腔72在水箱的側(cè)部是連通的,上下腔之間以間板相隔,循環(huán)水入口 8和循環(huán)水出口 9靠近水箱下腔72的底部。循環(huán)水入口 8靠近水箱內(nèi)的S形通路的進(jìn)口側(cè),循環(huán)水從靠近水箱底部的循環(huán)水入口 8進(jìn)入水箱中,由于入口非常靠近S形通路的進(jìn)口側(cè),從循環(huán)水入口 8進(jìn)入水箱的水直接進(jìn)入水箱內(nèi)的S形通路、與內(nèi)換熱器4進(jìn)行充分的熱交換,然后從靠近水箱底部的循環(huán)水出口 9流出。而水箱上腔71的水由于離水箱內(nèi)的S形通路進(jìn)口側(cè)較遠(yuǎn)、而且上下腔之間以間板相隔,因而水箱上腔71內(nèi)的水基本上不參與換熱循環(huán),形成了對(duì)水箱內(nèi) S形通路的液封結(jié)構(gòu),當(dāng)換熱循環(huán)的水有少量蒸發(fā)時(shí),水箱上腔71內(nèi)的水適時(shí)作出補(bǔ)充。該結(jié)構(gòu)可保證電子冷暖墊內(nèi)的循環(huán)水量充足而不過量,可使換熱后的水溫更高,使取暖效果更好。圖4示出了本發(fā)明的電子冷暖墊水箱下腔72的結(jié)構(gòu)。水箱內(nèi)上下腔之間設(shè)置間板(圖中未示出),間板下方是具體參與換熱循環(huán)的S形載冷液通路(圖中未示出),在水箱的一側(cè)再以一豎立的間板將水箱的上下腔隔離,間板設(shè)有開口 12將水箱上下腔連通。在水箱內(nèi)還設(shè)有液位開關(guān)感應(yīng)器11。循環(huán)水入口 8設(shè)在水箱下腔狹窄的區(qū)域內(nèi)并靠近S形通道的入口,循環(huán)水入口 8遠(yuǎn)離間板的開口 12,使得水箱上腔內(nèi)的水流速度極慢,可以看作基本靜止、不參與循環(huán)換熱,從而減少需要參與換熱的循環(huán)水,使換熱水溫更高。液位開關(guān)感應(yīng)器11用于檢測(cè)水箱的水位。同時(shí),液位開關(guān)感應(yīng)器11連接電子冷暖墊的控制器及蜂鳴器,當(dāng)水箱內(nèi)的循環(huán)水的水位低于液位開關(guān)感應(yīng)器所限定的安全值時(shí), 液位開關(guān)感應(yīng)器工作向控制器發(fā)出信號(hào),蜂鳴器響,提醒用戶向水箱加水。在本發(fā)明中,TEC制冷時(shí),熱側(cè)所產(chǎn)生的熱量傳遞給與熱側(cè)接觸的外換熱器上,由換熱風(fēng)扇將熱量散發(fā)出去,內(nèi)換熱器使循環(huán)的水溫度降低,使床墊變得清涼,適合夏天使用。當(dāng)冬天使用時(shí),可將控制器調(diào)節(jié)到加熱的檔位,使半導(dǎo)體冷熱裝置進(jìn)行發(fā)熱工作,內(nèi)換熱器溫度高于外換熱器,使循環(huán)的水溫度升高,使床墊變暖。使用者可以調(diào)節(jié)電子冷暖墊的溫度,使用十分方便。
權(quán)利要求
1.一種電子冷暖墊,它包括內(nèi)置有載冷液管的墊子、用于溫度測(cè)控的溫度傳感器、半導(dǎo)體冷熱裝置、泵(6)、水箱(7)和水箱蓋、控制器,所述半導(dǎo)體冷熱裝置包括內(nèi)換熱器、外換熱器O)、換熱風(fēng)扇(1)和設(shè)在內(nèi)、外換熱器間的半導(dǎo)體芯片(3),所述泵(6)連接在墊子與水箱(7)間,并在水箱(7)、泵(6)與墊子內(nèi)的載冷液管間形成載冷液的循環(huán)回路,其特征在于所述內(nèi)換熱器(4)插入所述水箱(7)內(nèi)部且水箱(7)與內(nèi)換熱器(4)密封連接,所述水箱(7)內(nèi)設(shè)有多個(gè)隔板(10),所述隔板(10)分別相間接合左右兩側(cè)的內(nèi)換熱器翅片,使得水箱(7)內(nèi)形成S形迂回連續(xù)的載冷液通路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子冷暖墊,其特征在于所述水箱(7)包括水箱上腔(71) 和水箱下腔(72),所述水箱上腔(71)和水箱下腔m連通,所述S形迂回連續(xù)的載冷液通路設(shè)在水箱下腔m內(nèi),所述循環(huán)水入口(8)設(shè)在水箱下腔m內(nèi)并且靠近載冷液通路的入口側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子冷暖墊,其特征在于所述水箱蓋上設(shè)有管接頭,所述管接頭連接墊子內(nèi)的載冷液管的出口端,所述水箱(7)內(nèi)的隔板(10)錯(cuò)位排列。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子冷暖墊,其特征在于所述隔板(10)是與水箱(7)整體注塑成型的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子冷暖墊,其特征在于所述載冷液是水。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的電子冷暖墊,其特征在于所述墊子內(nèi)的載冷液管的入口端連接泵(6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子冷暖墊,其特征在于所述墊子內(nèi)的載冷液管是塑料軟管。
全文摘要
一種電子冷暖墊,它包括內(nèi)置載冷液管的墊子、用于溫度測(cè)控的溫度傳感器、半導(dǎo)體冷熱裝置、泵、水箱和水箱蓋、控制器,所述半導(dǎo)體冷熱裝置包括內(nèi)換熱器、外換熱器、換熱風(fēng)扇和設(shè)在內(nèi)、外換熱器間的半導(dǎo)體芯片,所述泵連接在墊子與水箱間,并在水箱、泵與墊子內(nèi)的載冷液管間形成載冷液的循環(huán)回路,其特征在于所述內(nèi)換熱器插入所述水箱內(nèi)部且水箱與內(nèi)換熱器密封連接,所述隔板分別相間接合左右兩側(cè)的內(nèi)換熱器翅片,使得水箱內(nèi)形成S形迂回連續(xù)的載冷液通路。該電子冷暖墊有輸液泵、半導(dǎo)體冷熱裝置等,既能制冷、又能制熱,耗電量小,成本低,還能調(diào)節(jié)溫度,適用于人們對(duì)不同溫度的需求。水箱的隔板可充分改善換熱效果,提高效率。
文檔編號(hào)A47C21/04GK102178413SQ20111006966
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者梁逸笙, 莫順明 申請(qǐng)人:廣東富信電子科技有限公司